Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 Modelización de la degradación en cadena de PCE mediante la resolución de 4 problemas de transporte.

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1 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 Modelización de la degradación en cadena de PCE mediante la resolución de 4 problemas de transporte simultáneos (una aplicación de TRANSIN) Eduardo Ruiz, Salvador Jordana, Jordi Guimerà ENVIROS Spain S.L. Claire Rollin Institut National de lEnvironnement Industriel et des Risques (INERIS)

2 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 marco y objetivos del trabajo proyecto TRANSPOL elaboración de guías básicas y metodologías para la modelización de contaminantes (PAHs, metales, orgánicos,...) benchmark de diferentes casos (teóricos, reales, experimentales) modelizados por diferentes equipos, partiendo de un modelo conceptual previamente valorado cas Réel nº3: modelización del comportamiento de compuestos orgánicos clorados

3 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 antecedentes pequeño acuífero aluvial contaminado a finales del año 1994 por compuestos organoclorados N Río Ter

4 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 acuífero homogéneo e isótropo flujo estacionario saturado no se considera recarga ni la relación entre rio y acuífero libertad en K y en el bombeo del pozo L2 modelo conceptual de flujo

5 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 discretización espacial MEF 11665 nodos y 18328 prismas triangulares irregulares en 4 capas

6 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 modelo conceptual de transporte únicamente se vertía PCE al acuífero se han encontrado cantidades inferiores de otros etilenos con menos cloros que a priori tienen un origen común no se considera flujo multifase ni retardo debido a procesos de sorción inyección másica (M/T) en un punto

7 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 modelo conceptual de transporte se considera un proceso transitorio de degradación en cadena a partir de reacciones cinéticas secuenciales supuestas de primer orden: r PCE = - λ PCE · [PCE] r TCE = - λ TCE · [TCE] + 0.7920 · λ PCE · [PCE] r DCE = - λ DCE · [DCE] + 0.7377 · λ TCE · [TCE] r VC = - λ VC · [VC] + 0.6445 · λ DCE · [DCE] PCEDCEVCTCE C 2 Cl 4 C 2 HCl 3 C 2 H 2 Cl 2 C 2 H 3 Cl

8 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 discretización temporal 10 años de simulación: 2 periodos de 5 años en el primero hasta alcanzar valores estacionarios en el segundo simulación de agotamiento de la fuente término fuente / inyección de PCE en el sistema transitoria: Tiempo de simulación (en días) t 0 = 0 t 1 = 1800 t 2 = 3600 Inyección (en kg PCE/día) Ce Pendiente lineal (m) Cf Periodo 1Periodo 2

9 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 modelización de flujo y transporte código seleccionado: TRANSIN IV (Medina et al., 2001) estrategia de calibración: - inicialmente se calibran los parámetros de transporte de un problema de flujo y transporte convencional (PCE) - posteriormente se introducen el resto de productos de degradación (TCE, DCE, VC) de manera secuencial para calibrar sus constantes de degradación - la pendiente de agotamiento de la fuente se calibra de manera manual

10 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 resultados Flujo: piezometria resultante (en msnm)

11 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 tiempo (en días) concentración (en ppb) concentración (en ppb) resultados Transporte: curvas de llegada a todos los puntos de observación

12 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 resultados

13 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 PCEDCEVCTCE

14 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 PCEDCEVCTCE

15 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 resultados parámetros obtenidos después del proceso de calibración balance estacionario para el PCE

16 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 Modelo numérico simple y que sigue los requerimientos prescritos en el pliego de modelización Los resultados son satisfactorios desde el punto de vista de ajuste y de valores de parámetros Las constantes de degradación calibradas se encuentran dentro de los rangos de valores que se pueden encontrar en la bibliografía (Doong et al., 1996; EPA, 1998; Wiedemeier et al., 1999) TRANSIN IV se ha mostrado como una herramienta muy potente, versátil, robusta y particularmente útil para la calibración automática….. pero es poco amigable y se ha necesitado soporte por parte de Agustín hasta que ha funcionado conclusiones generales

17 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 De los balances obtenidos se desprende que todavía puede haber gran cantidad de producto en forma residual El agotamiento de la fuente simulado, aunque ajusta algunos de los valores, difícilmente es realista Una distribución del término fuente en una zona más amplia permitiría tal vez un mejor ajuste en el entorno del foco Otras combinaciones de K, λ, retardo y tasa de inyección podrían conducir a resultados similares El tratamiento transitorio del flujo y del término fuente podrían producir mejoras al mismo tiempo que encarecerían los cálculos conclusiones del modelo

18 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 Resultados de otros equipos

19 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 Resultados de otros equipos

20 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 Resultados de otros equipos

21 Seminario del Grupo de Hidrogeología Subterránea 02/12/2004 El resto de equipos ha utilizado herramientas propias (ANTEA, ENSMP) o bien públicas (INERIS, ENSMP) ENSMP ha utilizado un metamodelo inverso. El resto calibración manual Sólo la ENSMP logra unos ajustes similares para el PCE, aunque en el resto de productos degradados el ajuste empeora El tratamiento del término fuente es clave y la evolución de la contaminación en el sistema es muy sensible a dicho tratamiento Algún valor de constante de degradación medido in situ ayudaría a acotar el problema El retardo (sorción) debería tenerse en cuenta algunas conclusiones del proyecto